Question

Un alambre de cobre de 8m de longitud y otro de acero de 4m de longitud, con una sección transversal de 0.5cm2 cada uno, están unidos por sus extremos y se someten a una fuerza de tracción de 500N (módulo de Young del acero=2.0x10^11 Pa, módulo de Young del cobre=1.1x10^11 Pa):

a) ¿Cuál es la variación de longitud que experimenta cada alambre?
b) ¿Cuál es la energía potencial elástica del sistema?

Answer 1

Veamos. 

La tensión a que está sometido cada alambre es F / S = e E, fuerza / superficie transversal = deformación unitaria por módulo de Young.

La fuerza se transmite íntegramente a los dos alambres.

S = 0,5 cm² . (1 m / 100 cm)² = 0,00005 m²

Para ambos: F/S = 500 N / 0,00005 m² = 10⁷ Pa

a) Para el acero: e = 10⁷ Pa / (2 . 10¹¹ Pa) = 5 . 10⁻⁵

e = ΔL / Lo; de modo que ΔL = 8 m . 5 . 10⁻⁵ = 4 . 10⁻⁴ m = 0,4 mm

Para el cobre: 10⁷ Pa / (1,1 . 10¹¹ Pa) = 9 . 10⁻⁵

e = ΔL / Lo; de modo que ΔL = 4 m . 9 . 10⁻⁵ = 3,6 . 10⁻⁴ m = 0,36 mm

b) E = 1/2 k x²

k = F/x, de modo que E = 1/2 F x

Para el acero: E =1/2 . 500 N . 4 . 10⁻⁴ m = 0,1 J

Para el cobre: E = 1/2 . 500 . 3,6 . 10⁻⁴ m = 0,0875 J

Saludos Herminio

Answer 2

Explicación:

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